寧遠縣耕地地力變化狀況與施肥效益的長期定位監測研究

蔣毛庚，柏小勇，胡萍翠，陳志翠

（寧遠縣農業局，湖南 寧遠 425600）

寧遠縣位于湖南省南部，四境皆山。主要地貌單元為低山、丘陵和崗地。全縣轄17個鄉鎮，耕地面積40 773 hm2，是“九五”時期國家第一批商品糧基地縣之一，也是國家柑桔優勢產業“贛南—湘南—桂北”臍橙產業帶區域。因此，研究和分析該區域土壤肥力狀況及培肥對策，對加快食品工業化進程和農業產業化發展具有重要的戰略意義。1999年以來，寧遠縣農業局開展了全縣耕地土壤肥力監測、肥力試驗及農戶施肥長期調查工作，現將9 a的監測研究結果匯總如下。

1 調查內容與試驗設計

1.1 調查內容

分低山、丘陵、崗地三個區域調查早晚稻肥料投入量、養分消耗量、耕地施入的有機氮占總氮量的百分數、年產量等情況。

1.2 試驗設計

設7個處理，2次重復。各小區均長5.0 m，寬3.35 m，單排單灌。處理Ⅰ：氮磷肥區（NP），處理Ⅱ：30%有機肥區（根據作物生長所需肥料用量折算，30%M），處理Ⅲ：氮鉀肥區（NK），處理Ⅳ：60%的有機肥區（根據作物生長所需肥料用量折算，60%M），處理Ⅴ：對照區（不施任何肥料，CK），處理Ⅵ：氮磷鉀肥區（NPK），處理Ⅶ：農民習慣施肥區（當地農民習慣施肥量，CM）。

2 結果分析與討論

2.1 耕地土壤平均養分含量的變化

從寧遠縣1999～2007年86個土種、50個養分監測點的總平均結果（表1）可見：1999～2007年土壤全量養分中，土壤全N和全P整體呈上升趨勢，全K含量變化不大；土壤堿解氮增加31.0 mg/kg，速效磷增加了2.3 mg/kg，速效鉀減少了1.3 mg/kg；1999年有機質平均含量為32.3 g/kg，2003年下降至27.7 g/kg，2007年恢復為31.3 mg/kg，9 a間下降了1.0 g/kg。

表1 長期定位養分監測點結果統計

土壤有機質不僅能持久地提供作物所需的多種礦質鹽類，而且還具有改善土壤理化性狀的能力，土壤有機質含量與土壤容重、質地、孔隙度、養分含量這些肥力指標都有一定的相關性。土壤有機碳含量增加，水穩性團聚體數量、土壤持水量及充氣孔隙度都會隨之明顯提高。可見耕地土壤中的有機質含量變化，從很大程度上反映了土壤肥力變化趨勢。為了探索有機質變化狀況，我們對部分土種有機質含量監測原始數據進行了分析。1999～2007年，有機質含量呈上升趨勢的有紫潮泥、淺黃泥、中性紫泥、酸紫泥、河潮泥等，有機質含量平均上升了5.1 g/kg，其面積占總監測面積的23.4%；有機質含量基本持平的有紅黃泥和灰泥田，占總監測面積的32.9%；有機質呈下降趨勢的有河沙泥、紫潮泥等土種，有機質含量共減少了4.7 g/kg，其代表面積占總監測面積的43.7%。

2.2 不同施肥處理對水稻產量的影響

2.2.1 長期不施肥對作物產量的影響 研究表明，和其他施肥區相比，CK處理植株生長矮小，有效穗少，實粒數也少，產量不高。從表2可知，無肥區稻谷產量，早晚兩季合計，9 a間平均僅7 873 kg/hm2，為其他6個處理平均年產量的64.3%，與正常施肥的30%M、60%M、NPK和CM處理相比，CK處理的產量僅占上述4處理平均產量的59.0%，而且，CK處理產量呈逐年下降趨勢。通過方差分析，CK處理產量與其他處理產量差異達5%的顯著水平。

2.2.2 長期偏施肥對作物產量的影響 從表2中可知，長期偏施肥的NP處理平均年產量為10 056 kg/hm2，僅為30%M處理產量的73.9%，60%M處理產量的74.6%，NPK處理產量的77.2%，習慣施肥處理產量的75.7%。長期偏施肥的NK處理平均年產量為9 987 kg/hm2，是30%M處理產量的73.4%，60%M處理的74.1%，NPK處理產量的76.7%，CM處理產量的75.1%。從歷年監測情況看，早稻缺磷比缺鉀影響大，晚稻缺鉀比缺磷影響大。

表2 長期定位試驗各處理歷年產量 （kg/hm2）

2.2.3 有機肥與無機肥長期配施對作物產量的影響 長期定位試驗結果表明，有機肥與無機肥配合施用能保持作物穩產高產。由表2可知，NPK處理平均產量為13 020 kg/hm2，為30%M處理平均產量的95.6%，60%M處理平均產量的96.6%；有機肥與無機肥配施比例不同，作物產量也有一定差異。30%M處理比60%M處理平均增產133 kg/hm2，而且多數年份30%M比60%M處理增產，表明供試土壤條件下有機肥與無機肥配施比例以3∶7效果好。

2.3 不同施肥處理對土壤肥力的影響

2.3.1 不同施肥處理對土壤養分含量的影響 從表3可以看出，長期不施任何肥料，土壤耕層有機質、全氮、有效鉀含量下降，與原始土壤相比，分別下降了 2.1 g/kg、0.36 g/kg、3.7 mg/kg，而堿解氮、有效磷則分別上升了115、1.59 mg/kg，NPK化肥區由于多年不施有機肥，有機質下降了1.1 g/kg。而配施有機肥的2個處理土壤的各種養分含量都有明顯的增加，特別是有機質、堿解氮、有效磷增加顯著。

2.3.2 不同施肥處理對土壤容重和孔隙度的影響土壤容重和孔隙度是土壤重要的物理性狀，合理地施肥能降低土壤容重，提高土壤孔隙度，改善土壤物理性能。據2007年冬季取土測定，30%M、60%M和CM 3個處理土壤容重都明顯比原始土壤測定值要低，分別低0.13、0.18、0.07 g/cm3（表4），土壤孔隙度比原始土壤分別高6.3、14.0和3.9個百分點。NP、NK、無肥區處理的容重變化不大。

表3 長期定位試驗各處理土壤耕層養分變化情況

表4 長期定位試驗各處理土壤容重和孔隙度變化情況

2.4 長期定位監測施肥調查結果

肥力監測結果（表3）表明：（1）施有機N占總施N量30%的處理，能基本維持或提高土壤中有機質含量等肥力指標；無肥區和純化肥處理區，土壤中有機質等肥力性狀明顯呈下降趨勢。30%M、60%M有機（N）肥處理區土壤中有機質等肥力指標明顯上升。為了使試驗結果能夠反饋出大面積肥力變化狀況，分低山、丘陵和崗地三大類型進行了耕地投肥量調查（表5）。依據（表3）試驗，分析表5調查結果可見：（1）施入有機（N）肥占總N肥量20%以下的面積為44.75 hm2，占被調查面積的53.3%，這部分耕地土壤有機質等肥力性狀有逐年變劣的趨勢。（2）有機（N）占20%～30%的面積有 17.75 hm2，占被調查面積的21.1%，這部分耕地面積的肥力水平處于持平狀態。（3）施入有機（N）肥占總肥量30%以上的面積有21.5 hm2，占被調查總面積的25.6%，這部分耕地面積的肥力水平呈上升趨勢。

3 監測成果應用

3.1 指導農民合理施肥

合理施肥是指作物通過施用肥料，能增產增收，還能有效地提高土壤肥力，盡可能減少施肥對環境的污染。9 a監測結果表明，年產量以30%M區最高，比習慣施肥高317 kg/hm2、節約成本301.5元/hm2，產投比最高。60%M區比30%M區處理節約成本41.7元/hm2，但減少稻谷133 kg/hm2，也不理想。因此，在全縣的水稻生產上大面積推廣30%有機肥處理方案。據統計，2008年推廣面積達0.8萬hm2，通過調查，農民反映該施肥方案可增產稻谷 450～600 kg/hm2。

表5 長期定位耕地施肥調查結果

3.2 指導農民秸稈還田

寧遠農村青壯年外出務工較多，水稻種植區域施用有機肥明顯下降，特別是晚稻不施有機肥。為了廣辟晚稻有機肥的肥源，小區監測田中的2個有機肥處理，早稻均采用豬廄肥做基肥，晚稻采用稻草或其他秸稈還田覆蓋方式。監測和試驗結果證明，把早稻草做為晚稻有機肥源，同時，大力推廣測土配方施肥技術、廣種綠肥、多途徑積制土雜肥、進一步深入普及秸稈還田，效果很好，它不僅減少了化肥用量，而且培肥了地力，經濟效益、生態效益和社會效益都非常顯著。同時為寧遠縣近幾年大面積推廣國家資金補助項目測土配方施肥技術和土壤有機質提升提供了大量的指導性數據。僅2009年全縣共推廣稻草等秸稈還田12萬hm2，增產稻谷0.384萬t。

4 結論

寧遠縣區域耕地肥力監測、肥力試驗及農戶施肥調查分析結果表明：

（1）1999～2007年間，耕地土壤平均堿解氮增加了31.0 mg/kg；速效磷增加了2.3 mg/kg；速效鉀減少了1.3 mg/kg；有機質下降了1.0 g/kg。

（2）從長期定位耕地施肥調查面積中可見，約有25.6%的面積有機質等肥力性狀呈上升趨勢；有53.3%的面積有機質等肥力性狀正逐年變劣。

（3）稻田連續多年不施任何肥料，作物產量明顯偏低，且呈逐年下降趨勢，土壤肥力也逐漸衰退。

（4）只施化肥，不施有機肥，經過多年耕作，作物產量雖然變化不大，但土壤肥力呈衰退趨勢，不利于農業可持續發展。最佳肥料配施比例為30%有機肥和70%無機肥。

（5）有機肥和無機肥合理搭配施用，土壤地力不衰退，并還逐步提高，作物既能持續高產穩產、又能降低生產成本，達到增產增收的目的。

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